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5.9 ShiftOut(LED)

shiftOut() は74HC595に8つのデジタル信号を出力させることができます。バイナリ番号の最後のビットをQ0に、最初のビットをQ7に出力します。言い換えれば、バイナリ番号「00000001」を書き込むと、Q0は高レベルを出力し、Q1〜Q7は低レベルを出力します。

このプロジェクトでは、74HC595の使用方法を学びます。74HC595は、三状態並列出力を持つ8ビットシフトレジスタとストレージレジスタで構成されています。これにより、シリアル入力を並列出力に変換し、MCUのIOポートを節約できます。

具体的には、74hc595は8ビットのバイナリ数を書き込むことで、デジタル信号出力のための8つのピンを代替できます。

必要な部品

このプロジェクトでは、以下の部品が必要です。

全体のキットを購入するのが非常に便利です。リンクはこちら：

名前

このキットの内容

リンク

3 in 1 スターターキット

380+

3 in 1 Starter Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

Arduino Uno R4 Minima

-

ブレッドボード

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ジャンパーワイヤー

購入

抵抗器

購入

LED

購入

74HC595

購入

回路図

../_images/circuit_6.4_74hc595.png

  • MR（ピン10）が高レベルで、OE（ピン13）が低レベルのとき、SHcpの立ち上がりエッジでデータが入力され、SHcpの立ち上がりエッジを経てメモリレジスタに移動します。

  • 二つのクロックが一緒に接続されている場合、シフトレジスタはメモリレジスタより常に一つのパルスが早いです。

  • メモリレジスタには、シリアルシフト入力ピン(Ds)、シリアル出力ピン(Q)、非同期リセットボタン(低レベル)があります。

  • メモリレジスタは、3つの状態での並列8ビットのバスを出力します。

  • OEが有効（低レベル）のとき、メモリレジスタのデータがバス(Q0 ~ Q7)に出力されます。

配線図

../_images/5.9_74hc595_bb.png

コード

注釈

  • 3in1-kit\learning_project\5.9.shiftout_led のパスの下の 5.9.shiftout_led.ino ファイルを開いてください。

  • または、このコードを Arduino IDE にコピーしてください。

コードをR4ボードにアップロードすると、LEDが順番に点灯するのが確認できます。

どのように動作するのか？

配列を宣言し、74HC595で制御される8つのLEDの動作状態を変更するために使用されるいくつかの8ビットバイナリ数を格納します。

int datArray[] = {B00000000, B00000001, B00000011, B00000111, B00001111, B00011111, B00111111, B01111111, B11111111};

最初に STcp を低レベルに設定し、次に高レベルに設定します。 これにより、STcpの立ち上がりエッジのパルスが生成されます。

digitalWrite(STcp,LOW);

shiftOut() は、一度に1ビットのデータをシフトアウトするために使用されます。 つまり、 datArray[num] のデータの1バイトを DS ピンでシフトレジスタにシフトします。 MSBFIRST は高ビットから移動することを意味します。

shiftOut(DS,SHcp,MSBFIRST,datArray[num]);

digitalWrite(STcp,HIGH) が実行されると、 STcp は立ち上がりエッジになります。 この時、シフトレジスタのデータがメモリレジスタに移動します。

digitalWrite(STcp,HIGH);

8回後、1バイトのデータがメモリレジスタに転送されます。 その後、メモリレジスタのデータがバス(Q0-Q7)に出力されます。 例えば、 B00000001 をシフトアウトすると、Q0で制御されるLEDが点灯し、Q1〜Q7で制御されるLEDが消灯します。